基于simulink的數字調制解調仿真(最終版-資料下載頁

【導讀】基于matlab對simulink的研究。Simulink是Mathworks公司推出的基于Matlab平臺的著名仿真環境Simulin作為一。種專業和功能強大且操作簡單的仿真工具，目前已被越來越多的工程技術人員所青睞，本文主要是以simulink為基礎平臺，對2ASK、2FSK、2PSK信號的仿真。本文的主要目的是對simulink的熟悉和對數字通信理論的更加深化和理解。美國Mathworks公司于1967年推出了矩陣實驗室“MatrixLaboratory”這就。是Matlab最早的雛形。Matlab是一種解釋性執行語言，具有強大的計。工作者不停的在自己的科研過程中擴充Matlab的功能，使其成為了巨大的知識寶庫。通常可以通過Matlab來學習某個領域的科學知識，這就是Matlab真正在全世界推廣開來的原因。目前的Matlab版本已經可以方便的設計漂亮的界面，它可以像VB等語言一樣設計漂亮的用戶接口，另外，,Matlab和其他高級語言也具有良好的接口，可以方便的實現與其他語言的混合編。程，進一步拓寬了Matlab的應用潛力。可以說，Matlab已經也很有必要成為大學生的必修課之一，包，它支持線性和非線性系統，連續、離散時間模型，或者是兩者的混合。

　　

【正文】 圖 32 正玄信號參數設置 其中 sin 函數是幅度為 2頻率為 1Hz采樣周期為 的雙精度 DSP 信號 通信系統仿真 29 圖 33 方波信號源的參數設置 方波信號是基于采樣的，其幅度設置為 2，周期為 3，占 1比為 2/3 (3)系統仿真及各點波形圖 經過上面參數的設置后，就可以進行系統的仿真下面是示波器顯示的各點的波形圖： 通信系統仿真 30 圖 34 各點的時間波形圖 由上圖可以看出信息源和載波信號相乘之后就產生了受幅度控制的 2ASK 信號。 解調仿真 2ASK 的解調分為相干解調和非相 干解調法，下面采用相干解調法對 2ASK 信號進行解調 (1) 建立 simulink 模型方框圖 相干解調也叫同步解調，就是用已調信號恢復出載波 —— 既同步載波。再用載波和已調信號相乘，經過低通濾波器和抽樣判決器恢復出 S(t)信號， simulink 模型圖如下： 通信系統仿真 31 圖 35 2ASK 相干解調的 simulink 模型方框圖 （ 2） 參數設置 建立好模型之后，開始設置各點的參數，由于低通濾波器是濾去高頻的載波，才能恢復出原始信號，所以為了使已調信號的頻譜有明顯的搬移，就要使載波和信息源的頻率有明顯的差別，所以載波的頻 率設置為 ，所以在此直接使用原載波信號作為同步載波信號。 下面是低通濾波器的參數設置： 通信系統仿真 32 圖 36 低通濾波器的參數設置圖 （ 3） 系統仿真及各點時間波形圖 通信系統仿真 33 圖 37 2ASK 信號解調的各點時間波形圖 通信系統仿真 34 由上圖可以看出由于載波 頻率的提高使的示波器在波形顯示上出現了一定的困難，不過要想顯示調制部分的理想波形只要調整示波器的顯示范圍即可。 （ 4）誤碼率分析 由于在解調過程中沒有信道和噪聲，所以誤碼率相對較小，一般是由于碼間串擾或是參數設置的問題，由 35圖可以看出此系統的誤碼率為 。 2FSK 的調制與解調仿真 ．調制仿真 2FSK 信號是由頻率分別為 f1 和 f2 的兩個載波對信號源進行頻率上的控制而形成的，其中f1和 f2 是兩個頻率有明顯差別的且都遠大于信號源頻率的載波信號， 2FSK 信號產生的simulink 仿 真模型圖如下所示： 圖 38 2FSK 信號的 simulink 模型方框圖 通信系統仿真 35 其中 sin wave 和 sin wave1 是兩個 頻率分別為 f1和 f2的載波， Pulse Generator 模塊是信號源， NOT實現方波的反相，最后經過相乘器和相加器生成 2FSK 信號，各參數設置如下： 載波 f1的參設 圖 39 載波 sin wave 的參數設置 其中幅度為 2， f1=1Hz,采樣時間為 在此選擇載波為單精度信號 通信系統仿真 36 f2的參數設置 圖 310 載波 sin wave1 的參數設置 載波是幅度為 2， f2=2,采樣時間 .為 的單精度信號。 本來信號源 s(t)序列是用隨機的 0 1信號產生，在此為了方便仿真就選擇了基于采樣的Pulse Generator 信號模塊其參數設置如下： 通信系統仿真 37 圖 311 Pulse Generator 信號模塊參數設置 其中方波是幅度為 1，周期為 3，占 1 比為 1/3的基于采樣的信號。 經過以上參數的設置后就可以進行系統的仿真，其 各 點的時間波形如下： 通信系統仿真 38 圖 312 2FSK 信號調制各點的時間波 形 由上圖可以看出經過 f1 和 f2 兩個載波的調制， 2FSK 信號有明顯的頻率上的差別。 ．解調仿真 解調方框圖如下所示： 通信系統仿真 39 圖 313 2FSK 信號解調方框圖 其中 From File 是一個封裝模塊，就是 2FSK 信號的調制模塊，兩個帶通濾波器分別將 2FSK信號上下分頻 f1和 f2 ,后面就和 2ASK 信號的解調過程相同，各參數設置如下： 通信系統仿真 40 圖 314 2FSK 信號 f1 帶通濾波器參數設置 通信系統仿真 41 圖 315 2FSK 信號 f2 帶通濾波器參數設置 經過系統仿真后的各點時間波形如下： 通信系統仿真 42 通信系統仿真 43 圖 315 2FSK 信號解調各點時間波形 經過系統的仿真可以觀察出系統的誤碼率為 ，如下圖所示： 圖 316 2FSK 相干解調誤碼率 2PSK 的調制與解調仿真 ．調制仿真 在二進制數字調制中 ,當正弦載波的相位隨二進制數字基帶信號離散變化時 ,則產生二進制移相鍵控 (2PSK)信號 . 在此 用已調信號載波的 0176。 和 180176。 分別表示二進制數字基帶信號的 1 和 ，其方框圖如下： 圖 317 2PSK 信號調制的 simulink 的模型圖 通信系統仿真 44 其中 Sin wave 和 Sin wave1 是反相的載波，正玄脈沖作為信號源，各個參數設置如下： 圖 318 Sin wave 信號參數設置 通信系統仿真 45 圖 319 Sin wave1 信號的參數設置 由上面兩個圖可以看出兩個載波是幅度為 3 頻率為 4Hz 采樣時間為 的反相信號。 通信系統仿真 46 圖 320 脈沖信號的參數設置 脈沖信號是幅度為 2周期為 1占空比為 50%的基于時間的信號。 通信系統仿真 47 圖 321 2PSK 調制的各點時間波形 解調仿真 (1)建立 simulink 模型方框圖如下： 圖 322 2PSK 解調框圖通信系統仿真 48 （ 2） 各點的時間波形如下所示： 圖 323 2PSK 解調各點的時間波形 （ 3）結果分析 由 322圖可以看出其誤碼率為 ，由于沒有噪聲的影響所以誤碼率一般在 ，由于系統的 不 準確性和碼間影響所以誤碼率稍微偏大。 通信系統仿真 49 總結 本文通過對數字 信號的 simulink 建模仿真，使我數字鍵控的概念又有了更深的了解，而且也熟悉了 simulink 軟件的操作，在此非常感謝 胡曼青老師 對我的指導和支持。 使我在設計和論文過程中非常順利的完成。 由于 個人能力有限，在設計和論文中可能存在種種的不足之處，希望各位教員和評委予以指出，謝謝！ 致謝 通過這段時間的親生經歷，我感覺自己學到了：收集、整理資料、共同協作、分析及處理問題等許多方面的知識，我真誠感謝這期間 胡曼青老師給予我們的全力幫助，細心指導 。 參考文獻 [1] 王興亮 編著，《數字 通信原理與技術》，西安電子科技大學出版社， 第二版 [2] 徐明遠 邵玉斌 編著，《 MATLAB仿真在通信與電子工程中的應用》，西安電子科技大學出版社，2020 [3] 孫屹 吳磊 編著 , 《 Simulink通信仿真開 發手冊 》 ,國防工業 出版社 ,2020 2020 年 5 月 15 日